Л.Е. Карпов - Системы программирования (1119429), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Большинствокомпиляторов и редакторов связей в своей работе формируют таблицы, в которыхобъектам программ сопоставлены зоны памяти целевой вычислительной системы.Такие таблицы обычно называются таблицами перекрестных ссылок (иногда в нихуказываются не только места, где определяются объекты программы, но и номера строктекста, в которых эти объекты используются).
По сведениям, содержащимся в этихтаблицах легко сопоставить выдаваемую операционной системой информацию изначения переменных программы.Однако в современных системах программирования наиболее удобным и частоиспользуемым компонентом, обеспечивающим быструю отладку программ, являетсяотладчик, то есть программный компонент, который позволяет выполнять основныезадачи, связанные с отслеживанием хода выполнения объектной программы.Применение отладчика объединяет возможности двух других методов отладки идополнительно позволяет:•••••••проводить пошаговое выполнение отлаживаемой программы на основешагов по машинным командам, строкам текста или операторам входногоязыка (интеграция с текстовым редактором);выполнять отлаживаемую программу до достижения ею одной из заранеезаданных точек остановки (или до курсора текста);выполнять отлаживаемую программу до возникновения ситуации, в которойоказывается истинным некоторое логическое выражение над переменными иадресами программы;проводить трассировку и обратную трассировку работы программы;выдавать диагностические сообщения в терминах входного языкаотлаживаемой программы;просматривать (а иногда и изменять) значения переменных программы исодержимое областей памяти, занятых программой;изменять текст отлаживаемой программы (с помощью тектсового редактора)и продолжать отладку без полной перекомпиляции.76Первоначально отладчики выполнялись в виде автономных программныхкомпонентов и представляли собой двоичные отладчики.
Такое название возникло из-затого, что они работали с двоичным представлением программ, в точностисоответствующим тому представлению, которое имеют программы, исполняемыеаппаратурой.Символьные отладчики позволяют вести отладку в терминах исходного языка, анаибольшую отдачу от них удается получать в тех системах программирования, гдесимвольные отладчики интегрированы в общую среду разработки программ. Внастоящее время отладчикам поддержка оказывается, как системой программирования,так и аппаратурой вычислительных систем, в системы команд которых обычновводятся специальные команды, облегчающие работу отладчиков.В интегрированных средах разработки символьные отладчики получиливозможность более тесного взаимодействия с другими компонентами системпрограммирования, прежде всего с текстовыми редакторами, компиляторами иредакторами связей.
От текстовых редакторов требуется помощь при расстановке точекостановов и определении деления текста на отдельные строки при пошаговомисполнении, от компиляторов и редакторов связей потребовалась возможностьпредоставлять отладчикам доступ к таблицам имен и адресов, к описаниям областейвидимости. В интегрированных системах таблицы компилятора не уничтожаются послезавершения компиляции, а сохраняются и используются в процессе отладкинепосредственно. Многие интегрированные отладчики позволяют проводитьредактирование текста программы прямо в процессе отладки, что подразумевает ещеболее тесное взаимодействие текстовых редакторов, компиляторов и отладчиков.Современные отладчики позволили существенно повысить качестворазрабатываемого программного обеспечения, однако полностью проблему наличияошибок в программах они не решили.
Именно поэтому на фазе разработкипрограммных комплексов обязательно проводятся мероприятия по тестированиюпрограмм, которое представляет собой процесс сравнения результатов работыпрограмм с заранее рассчитанными результатами выполнения тестовых примеров. Вотличие от отладки тестирование не выявляет причины дефектов в программах, а лишьобнаруживает эти дефекты, которые связаны с несоответствием программы исходнымтребованиям и спецификациям.Результатом тестирования является вовсе не доказательство отсутствия ошибокв программе.
Единственное, что можно утверждать, это, что все выявленные на данномкомплекте тестов ошибки исправлены, а других ошибок не обнаружено.Стратегия тестирования, или методы тестирования — это систематическиеметоды, используемые для отбора тестов, которые должны быть включены в тестовыйкомплект. Стратегия является эффективной, если тесты, включенные в нее, с большойвероятностью обнаружат ошибки тестируемого объекта.
Эффективность стратегиизависит от комбинации природы тестов и природы ошибок, на поиск которых эти тестынаправлены. Так как программа изменяется при исправлении ошибок и росте еефункциональности, типы ошибок, находимые в ней, меняются со временем, и,следовательно, меняется эффективность стратегии.
Теоретически возможно, чтостратегия по отношению к специфическим программам совершенствуется во времени,на самом деле эффективность большинства стратегий со временем убывает.Стратегия поведенческого теста основана на технических требованиях.Например: тест всех характеристик, упомянутых в спецификации, выполнение всех77тестов, вытекающих из требований к программам и т. д. Тестирование, выполняемое спомощью стратегии поведенческого теста, называется поведенческим тестированием.Поведенческое тестирование называется также тестированием черного ящика.
Дляповеденческого тестирования также используется термин функциональноетестирование. При поведенческом тестировании (в принципе, но не на практике) необязательно знать, как объект сконструирован.Стратегия структурного теста определяется структурой тестируемогообъекта. Например: выполнение каждого оператора программы по меньшей мере одинраз, выполнение каждой ветви программы по меньшей мере один раз, использованиевсех объектов данных, выполнение каждой команды объектной программы,полученной при компиляции.
Тестирование, выполненное с помощью стратегииструктурного теста, называется также тестированием прозрачного ящика илитестированием белого ящика. Стратегия структурного теста требует полного доступа кструктуре объекта — то есть к исходной программе.Стратегия гибридного теста является комбинацией поведенческой иструктурной стратегий. Поведенческая, структурная и гибридная стратегии непротиворечат друг другу, и ни про одну из них нельзя сказать, что она лучше других.Модули и низкоуровневые компоненты часто тестируются с помощью структурнойстратегии.
Большие компоненты и системы в основном тестируются с помощьюповеденческой стратегии. Гибридная стратегия полезна на всех уровнях. Не существуетлучшей стратегии, так как полезность стратегии зависит от природы тестируемогообъекта, природы ошибок объекта и уровня знаний о программе.Тестирование проводится не только на той стадии разработки программ, котораяспециально для этого предназначена, но и на предшествующих стадиях – приавтономной отладке программ, еще до объединения их в единый программныйкомплекс. Такое тестирование следует называть автономным.
Его обычно проводятсами разработчики, которые проверяют точное соответствие программы выданной имспецификации. Автономное тестирование детально проверяет каждый разработанныйпрограммный компонент. Проверка ведется с точки зрения разработчика: проверяется,насколько данный компонент соответствует своей спецификации. На этой стадиисовершенно не принимаются во внимание аспекты взаимодействия данной программыс другими программами комплекса.Комплексное тестирование призвано проверить все аспекты работы программыот правильности взаимодействия внутренних программных компонентов доправильности взаимодействия программного комплекса с его пользователями. Егонеобходимость подтверждается многочисленными исследованиями действующихпрограммных систем.
Если первоначально многие считали, что со временем числоо шибок в про гр амме мо жет быть уменьшено до 0, то позднее было осознано , чтонекоторое число ошибок в программах может оставаться весьма длительное время.Исправление одной ошибки с большой вероятностью (от 2 до 50 процентов) вноситдругую. Некоторые современные теории предсказывают, что по мере приближения ктеоретическому минимуму числа ошибок исправления, вносимые в программы, могутприводить к появлению даже большего числа ошибок, чем было ранее:Во время пользовательского тестирования результаты работы программыпроверяются с прикладной точки зрения. На этом этапе необходимо проверить являетсяли разработанный программный продукт именно тем, что было заказано, все лизаказанные свойства реализованы, соответствует ли результат поставленным целям.78Числооставшихся впрограммеошибокСовременная теория хаосаГ. МайерсНаивно-традиционный взглядЗатраты на тестированиеТехническое тестирование дает возможность проверить безопасную иэффективную работу созданной программы в нормальном и пиковом режимах ееиспользования.